(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血圧測定部位に接する側に敷設され血圧測定部位全体を圧迫する阻血用空気袋と、
前記阻血用空気袋の血圧測定部位に接する側に敷設され血圧測定部位の血管の心臓側を圧迫するサブ空気袋と、
前記阻血用空気袋の血圧測定部位に接する側に敷設され血圧測定部位の血管の中央部やや下流側の脈波を検出する脈波検出用空気袋と、
を備えるカフと接続され、複数の脈波成分が時系列に重畳された、減圧過程におけるカフ圧力を検出可能な電子血圧計であって、
前記検出したカフ圧力に重畳された複数の脈波成分それぞれについて、血管内圧が伝播することによる第１の波形成分と、前記圧迫された血管部分における血流の拍出に伴う該血管部分の容積の微小変化であって、少なくとも、前記サブ空気袋の位置における微小変化と、前記脈波検出用空気袋の位置における微小変化とに由来する第２の波形成分とを識別する識別手段と、
前記複数の脈波成分のうち、前記サブ空気袋の圧迫に起因して前記サブ空気袋の位置における微小変化に由来する波形成分が抑えられたことで、前記第２の波形成分が、前記第１の波形成分の出現に対して、遅延して出現している脈波成分を認識するとともに、該認識した脈波成分のうち、前記第２の波形成分が最初に出現した脈波成分が重畳された時点での前記カフ圧力を、収縮期血圧値として抽出する第１の抽出手段と、
前記複数の脈波成分のうち、前記サブ空気袋の圧迫の影響をうけなくなったことで、前記第２の波形成分が、前記第１の波形成分の出現に対して、遅延することなく出現するようになった脈波成分を認識するとともに、該認識した脈波成分のうち、前記第２の波形成分が、前記第１の波形成分に対して、遅延することなく出現するようになった最初の脈波成分が重畳された時点での前記カフ圧力を、拡張期血圧値として抽出する第２の抽出手段と
を備えることを特徴とする電子血圧計。
【請求項２】
血圧測定部位に接する側に敷設され血圧測定部位全体を圧迫する阻血用空気袋と、
前記阻血用空気袋の血圧測定部位に接する側に敷設され血圧測定部位の血管の心臓側を圧迫するサブ空気袋と、
前記阻血用空気袋の血圧測定部位に接する側に敷設され血圧測定部位の血管の中央部やや下流側の脈波を検出する脈波検出用空気袋と、
を備えるカフと接続され、複数の脈波成分が時系列に重畳された、減圧過程におけるカフ圧力を検出可能な電子血圧計における信号処理方法であって、
前記検出したカフ圧力に重畳された複数の脈波成分それぞれについて、血管内圧が伝播することによる第１の波形成分と、前記圧迫された血管部分における血流の拍出に伴う該血管部分の容積の微小変化であって、少なくとも、前記サブ空気袋の位置における微小変化と、前記脈波検出用空気袋の位置における微小変化とに由来する第２の波形成分とを識別する識別工程と、
前記複数の脈波成分のうち、前記サブ空気袋の圧迫に起因して前記サブ空気袋の位置における微小変化に由来する波形成分が抑えられたことで、前記第２の波形成分が、前記第１の波形成分の出現に対して、遅延して出現している脈波成分を認識するとともに、該認識した脈波成分のうち、前記第２の波形成分が最初に出現した脈波成分が重畳された時点での前記カフ圧力を、収縮期血圧値として抽出する第１の抽出工程と、
前記複数の脈波成分のうち、前記サブ空気袋の圧迫の影響をうけなくなったことで、前記第２の波形成分が、前記第１の波形成分の出現に対して、遅延することなく出現するようになった脈波成分を認識するとともに、該認識した脈波成分のうち、前記第２の波形成分が、前記第１の波形成分に対して、遅延することなく出現するようになった最初の脈波成分が重畳された時点での前記カフ圧力を、拡張期血圧値として抽出する第２の抽出工程と
を備えることを特徴とする電子血圧計における信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血圧測定における信号処理技術に関するものであり、特にオシロメトリック方式の血圧測定における信号処理技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オシロメトリック方式の電子血圧計における血圧値（収縮期血圧値、拡張期血圧値）の抽出方法は、カフ下の動脈の血管内の圧力を示すカフ圧力（カフ内の圧力を示す信号）に、血流の拍出に伴う血管内の圧力の微小変化が脈波成分として重畳するという特性を利用したものである。
【０００３】
このようにカフ圧力に重畳した脈波成分に基づいて血圧値を抽出する方法は、オシロメトリック方式と呼ばれる。
【０００４】
従来のオシロメトリック方式の電子血圧計では、血圧値の測定に際して、まず、阻血部位に巻くカフを収縮期血圧値以上に加圧した後、カフ圧力を微速度（例えば、２〜３ｍｍＨｇ／秒）で、大気圧近くまで減圧する。そして、この減圧過程でカフ圧力に重畳する脈波成分を取得し、取得した脈波成分の振幅値（脈波振幅値）の推移（カフ圧力の変化に対応して変化する脈波振幅値の変化プロフィル）に基づいて収縮期血圧値と拡張期血圧値とを抽出する。
【０００５】
図１は、カフ圧力の減圧過程で、脈波成分が重畳したカフ圧力の変化の様子を示す図である。同図において、横軸は減圧過程における経過時間を、縦軸はカフ圧力をそれぞれ示している。同図に示すように、減圧過程の時間経過に比例してカフ圧力が減少するとともに、重畳する脈波成分の大きさや形も変化していく。
【０００６】
図２は、カフ圧力の減圧過程において、カフ圧力に重畳する脈波成分の脈波振幅値の変化の様子をカフ圧力の変化と対応付けて示した図である。図２からわかるように、脈波振幅値は、カフ圧力の減圧過程では、最初、徐々に大きくなっていき、最大脈波振幅値が現れる時点Ｍを経過した後は、徐々に減少するという傾向をもつ。
【０００７】
ここで図２を用いて、従来のオシロメトリック方式の電子血圧計における収縮期血圧値及び拡張期血圧値の抽出方法について説明する。
【０００８】
従来のオシロメトリック方式の電子血圧計では、カフ圧力の減圧過程において、徐々に大きくなっていく脈波振幅値が、最大脈波振幅値ＰＡに所定割合αをかけることで得られる閾値ＴＨ１（＝α×ＰＡ）を超えた時点Ｌでのカフ圧力を抽出し、これを収縮期血圧値としている。
【０００９】
また、最大脈波振幅値が現れる時点Ｍを経過した後に減少していく脈波振幅値が、最大脈波振幅値ＰＡに所定割合βをかけることで得られる閾値ＴＨ２（＝β×ＰＡ）に到達した時点Ｎでのカフ圧力を抽出し、これを拡張期血圧値としている。
【００１０】
このようにしてカフ圧力に重畳した脈波成分より抽出される収縮期血圧値及び拡張期血圧値は、個々の測定での誤差をできるだけ小さくするために、例えば、閾値ＴＨ１、ＴＨ２については、これまで数百人のデータによる統計的な手段に基づいて設定するといった試みがなされていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来のオシロメトリック方式の電子血圧計のように、統計的な手段に基づいて閾値を設定し収縮期血圧値と拡張期血圧値を抽出する方法の場合、被測定者の収縮期血圧値及び拡張期血圧値近傍での脈波振幅値の変化プロフィルの傾向が一般的な変化プロフィルの傾向と異なっている被測定者に対しては、収縮期血圧値及び拡張期血圧値を正しく抽出することができないという問題があった。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、オシロメトリック方式の電子血圧計において、収縮期血圧値及び拡張期血圧値を精度よく抽出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明にかかる電子血圧計は、以下のような構成を備える。即ち、
血圧測定部位に接する側に敷設され血圧測定部位全体を圧迫する阻血用空気袋と、
前記阻血用空気袋の血圧測定部位に接する側に敷設され血圧測定部位の血管の心臓側を圧迫するサブ空気袋と、
前記阻血用空気袋の血圧測定部位に接する側に敷設され血圧測定部位の血管の中央部やや下流側の脈波を検出する脈波検出用空気袋と、
を備えるカフと接続され、複数の脈波成分が時系列に重畳された、減圧過程におけるカフ圧力を検出可能な電子血圧計であって、
前記検出したカフ圧力に重畳された複数の脈波成分それぞれについて、血管内圧が伝播することによる第１の波形成分と、前記圧迫された血管部分における血流の拍出に伴う該血管部分の容積の微小変化であって、少なくとも、前記サブ空気袋の位置における微小変化と、前記脈波検出用空気袋の位置における微小変化とに由来する第２の波形成分とを識別する識別手段と、
前記複数の脈波成分のうち、前記サブ空気袋の圧迫に起因して前記サブ空気袋の位置における微小変化に由来する波形成分が抑えられたことで、前記第２の波形成分が、前記第１の波形成分の出現に対して、遅延して出現している脈波成分を認識するとともに、該認識した脈波成分のうち、前記第２の波形成分が最初に出現した脈波成分が重畳された時点での前記カフ圧力を、収縮期血圧値として抽出する第１の抽出手段と、
前記複数の脈波成分のうち、前記サブ空気袋の圧迫の影響をうけなくなったことで、前記第２の波形成分が、前記第１の波形成分の出現に対して、遅延することなく出現するようになった脈波成分を認識するとともに、該認識した脈波成分のうち、前記第２の波形成分が、前記第１の波形成分に対して、遅延することなく出現するようになった最初の脈波成分が重畳された時点での前記カフ圧力を、拡張期血圧値として抽出する第２の抽出手段とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、オシロメトリック方式の電子血圧計において、収縮期血圧値及び拡張期血圧値を精度よく抽出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態について添付の図面を参照して説明する。なお、以下に示す電子血圧計は、脈波振幅値の変化プロフィルではなく、脈波成分そのものに基づいて、収縮期血圧値及び拡張期血圧値を抽出することを特徴とする。
【００１６】
また、以下に示す電子血圧計は、脈波成分に基づいて収縮期血圧値及び拡張期血圧値を抽出するにあたり、従来のダブルカフ構造ではなく、トリプルカフ構造のカフを用いることを前提とする。以下、本発明の実施形態について詳細を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限られるものでないことはいうまでもない。
【００１７】
［第１の実施形態］
１．カフ圧力と脈波成分との関係
トリプルカフ構造のカフを用いて検出されたカフ圧力に重畳された脈波成分に基づいて、収縮期血圧値及び拡張期血圧値を精度よく抽出するための抽出方法を説明するにあたり、はじめに、対比のために、ダブルカフ構造のカフの構成と、当該カフの構成のもとで取得されるカフ圧力に重畳された脈波成分について説明する。
【００１８】
１．１  ダブルカフ構造の場合
（１）ダブルカフ構造のカフの構成
図３Ａは、カフを上腕３０１に捲いたときの腕の長手方向（上腕の延びる方向）の断面図である。
【００１９】
図３Ａに示すカフは、血管阻血用の大カフ３１１と圧力検出用の小カフ３１２とを備えるダブルカフ構造を有している。図３Ａには、加圧された血管阻血用の大カフ３１１により血管３００はＱの部分で阻血され、上流側３００ａから下流側３００ｂへの血流が抑えられている様子が示されている。
【００２０】
血管阻血用の大カフ３１１により上腕３０１を圧拍する力は、カフ内の幅方向の中央部（図のＡの部分）で最も強く、両端に近づくにつれ弱くなり、両端ではほぼ０となる。圧力検出用の小カフ３１２は、このカフ内の幅方向の中央部（図のＡの部分）に設けられており、この部分において血管内圧力の変化を捉える。尚、本願明細書で述べる「カフ圧力」は、カフ内部の圧力を意味するが、実質的には、カフ内の幅方向の中央部（図のＡの部分）での腕の圧迫力に等しい。
【００２１】
このような構成のもとで圧力検出用の小カフ３１２により検出されるカフ圧力に重畳される脈波成分は、動脈内圧が血管を振動させ、それがカフに伝播することで生じるカフの圧力の微小変化に由来する波形成分（以下、Ｗ０波形という）と、カフ内の上流側から下流側への血流の拍出に伴って血管の内容積が微小変化することでカフの内容積が微小変化し、それに伴って生じるカフの圧力の微小変化に由来する波形成分（以下、Ｗ１波形という）とカフの外側下流部の血管からの反射によるカフの圧力の微小変化に由来する波形成分（以下、Ｗ２波形という）とに分けられる。
【００２２】
このうち、Ｗ１波形は、便宜上、以下の３つに分けて考えることができる。
・カフ内の幅方向の中央部、すなわち、図３のＡの部分（以下、単に、カフ内中央部Ａという）の下の血流の拍出に伴って血管の内容積が微小変化することでカフの内容積が微小変化し、それに伴って生じるカフの圧力の微小変化に由来する波形成分Ｗ１−Ａ（以下、Ｗ１−Ａ波形という）
・カフ内の幅方向の上流部、すなわち、図３のＢの部分（以下、単に、カフ内上流部Ｂという）の下の血流の拍出に伴って血管の内容積が微小変化することでカフの内容積が微小変化し、それに伴って生じるカフの圧力の微小変化に由来する波形成分Ｗ１−Ｂ（以下、Ｗ１−Ｂ波形という）
・カフ内の幅方向の下流部、すなわち、図３のＣの部分（以下、単に、カフ内下流部Ｃという）の下の血流の拍出に伴って血管の内容積が微小変化することでカフの内容積が微小変化し、それに伴って生じるカフの圧力の微小変化に由来する波形成分Ｗ１−Ｃ（以下、Ｗ１−Ｃ波形という）。
【００２３】
（２）脈波成分を構成する各波形の性質
次に、図３Ａの構成のもとで、カフ圧力に重畳される上記脈波成分の波形について説明する。図３Ｂは、Ｗ１波形がＷ１−Ｂ波形とＷ１−Ａ波形とＷ１−Ｃ波形とから合成され、更に、Ｗ０波形及びＷ２波形と合成され、脈波成分の波形ＰＷができている様子を模式的に示した図である。図３Ｂの脈波成分の波形ＰＷは、減圧過程においてカフ圧力が収縮期血圧値から拡張期血圧値に移行するまで間に現れる代表的な脈波成分の波形を示している。
【００２４】
Ｗ０波形は、動脈内圧が血管を振動させ、それがカフに伝播することで生じるカフの圧力の微小変化に由来する波形成分であるから、動脈内圧の変化と同期して信号が発生する。Ｗ２波形は、血流の拍出に対するカフの外側下流部からの反射であるから、カフの外側下流部の血管内の圧力がカフ圧力より高くなるタイミングによってピークの出現は、Ｗ１波形のピークの出現より遅れる。図３Ｂは、Ｗ２波形のピークの出現がＷ１波形のピークの出現より遅れた様子を示している。
【００２５】
一般に、Ｗ２波形の形状の脈波成分の全体波形への反映は、Ｗ１波形（Ｗ１−Ｂ波形とＷ１−Ａ波形とＷ１−Ｃ波形の合成波形）の形状の反映より小さい。また、減圧過程でのカフ圧力が拡張期血圧値の近傍では、カフ内の下流部Ｃの下の血管内の圧力は、カフによる阻血前の状態に十分に回復しているので、下流側の血管からの反射は実質的になくなる。したがって、拡張期血圧値の近傍で検出されるカフ圧力に重畳された波形成分は、実質的にＷ２が消滅している。
【００２６】
減圧過程においてカフ圧力が収縮期血圧値から拡張期血圧値まで移行する間では、カフ内中央部Ａに血流が流れ込み、カフ内の上流側から下流側への血流を拍出する現象がみられる。よって、カフ圧力が収縮期血圧値から拡張期血圧値まで移行する間にＷ１波形が重畳される。
【００２７】
血流の拍出が発生するのは、血管を圧迫する力より血液が流れる力が大きくなる必要があるため、カフ圧力が動脈内圧より低くなった場合となる。カフ内上流部Ｂの圧迫力は、カフ内中央部Ａの圧迫力より小さくなっている（このような現象を、一般に、カフエッジ効果と呼ぶ）。よってカフ内上流部Ｂの点の圧迫力が動脈内圧より小さくなる時間は、カフ内上流部Ａの点の圧迫力が動脈内圧より小さくなる時間より早いこととなる。よってＷ１−Ｂ波形の波形変化は、Ｗ１−Ａ波形の波形変化より前に出現する。
【００２８】
一方、Ｗ１−Ｃ波形は、カフ内下流部Ｃ下での血流の拍出に伴うものである。カフ内下流部Ｃの圧迫力は、カフ内中央部Ａより低くなっているので、カフ内下流部Ｃの圧迫力が動脈内圧を下回るのは、カフ内中央部Ａでの圧迫力が動脈内圧を下回る時間より早いが、上流側のカフ内中央部Ａに血流が発生しない時点では、当然それより下流のカフ内下流部Ｃにも血流が発生しない。よってカフ内下流部Ｃで血流が発生するのは、カフ内中央部Ａで血流が発生するタイミングとほぼ等しくなる。よって、Ｗ１−Ｃ波形の波形変化は、Ｗ１−Ａ波形の波形変化とほぼ同時に出現する。
【００２９】
ここで、圧力検出用の小カフは、カフ内中央部Ａに取り付けられていることから、Ｗ１−Ｂ波形およびＷ１−Ｃ波形に比べて、Ｗ１−Ａ波形を最も検出しやすい。したがって、Ｗ１−Ａ波形の特徴は、Ｗ１−Ｂ波形とＷ１−Ｃ波形の特徴と比べ、Ｗ１波形の形状に大きく反映する。
【００３０】
また、カフ内上流部Ｂの圧迫力は、カフの端部の部分にいくにつれ急激に減少する。よってカフ内上流部Ｂ内でも、一番上流側とカフ内中央部Ａ側とでは圧迫力が大きく異なるため、圧迫力が動脈内圧より小さくなる時間の差も大きくなる。したがって、Ｗ１−Ｂ波形の変化の幅は大きくなる。
【００３１】
以上のことを総合すると、Ｗ１−Ｂ波形は、Ｗ１−Ａ波形より時間的に前に発生し、波形の振幅は、Ｗ１−Ａ波形より小さく、また変化する時間幅は緩やかとなる。
【００３２】
Ｗ１波形は血流の拍出による発生である。血流の発生は、圧迫力が動脈内圧を下回ってはじめて発生するため、動脈内圧の変化開始する時間より、所定時間の遅れ、すなわち、所定の時間差ＴをもってＷ１波形の変化が開始するはずであるが、上記のようにカフエッジ効果により、カフの端部では圧迫力が動脈内圧を下回るのは動脈内圧の変化開始とほぼ同じタイミングとなるため、Ｗ１成分の変化は動脈内圧の変化開始とともに、徐々に大きくなる形状となる。つまり、従来はＷ１−Ｂ波形の変化成分のため、明確にＷ０波形の変化開始点とＷ１波形の変化開始点を区別することができなかった。
【００３３】
１．２  トリプルカフ構造の場合
次に、トリプルカフ構造のカフ構成と、当該カフ構成のもとで取得されるカフ圧力に重畳された脈波成分について説明する。
【００３４】
（１）トリプルカフ構造のカフの構成
図４Ａに示すカフは、血管阻血用の大カフ４１１と圧力検出用の小カフ４１２に加え、大カフ内の上流側での血流による信号や振動を抑えるためのサブカフ４１３とを備えるトリプルカフ構造を有している。図４Ａには、加圧された血管阻血用の大カフ４１１により血管４００はＱ’の部分で阻血され、上流側４００ａから下流側４００ｂへの血流が抑えられている様子が示されている。
【００３５】
（２）脈波成分を構成する各波形の性質
次に、図４Ａの構成のもとで、カフ圧力に重畳される上記脈波成分の波形について説明する。上述のように、トリプルカフ構造の場合、加圧された血管阻血用の大カフ４１１及びサブカフ４１３により、血管４００はＱ’の部分で阻血され、血流がおさえられる。
【００３６】
このため、圧力検出用の小カフ４１２により検出されるカフ圧力に重畳される脈波成分は、Ｗ１−Ｂ成分がおさえられることとなり、図４Ｂのようになる。
【００３７】
このように、トリプルカフ構造のカフを用いると、サブカフ４１３の効果により、カフ内上流部のＷ１−Ｂ波形成分を取り除くことが可能となるため、Ｗ０波形とＷ１波形とは、動脈内圧の変化開始から動脈内圧がカフ圧力を上回るまでの時間差Ｔの遅れをもって重畳されることとなる。この結果、Ｗ１波形の変化開始点を明確に識別することが可能となる。
【００３８】
１．３  カフ圧力の変化に伴う脈波成分の変化
図５は、上記トリプルカフ構造のもとで、収縮期血圧値以上に加圧した後の減圧過程において、脈波成分が重畳したカフ圧力の変化の一例を示すグラフである。なお、説明の便宜上、脈波成分の波形がわかるように、脈波成分を拡大して図示している。
【００３９】
また、図５の下側（５１１〜５１４）は、各脈波成分を検出した際の、血管の様子を模式的に示した図である。
【００４０】
図５によれば、収縮期血圧値以上に加圧した後の減圧過程において、１回目の脈波成分５０１を検出した際、カフ内中央部Ａの下では、完全に阻血された状態（５１１）にあるため、Ｗ１−Ａ波形、Ｗ１−Ｃ波形の成分は存在しない。また、Ｗ１−Ｂ波形の成分もトリプルカフ構造により、減衰されているため実質的に存在しない。よってカフ圧力としてはＷ０波形のみが検出される。
【００４１】
これに対して、減圧過程において２回目の脈波成分５０２を検出した際には、カフ内中央部Ａの下では、動脈内圧の最大値がカフ内圧より高くなるため、血液が流れ始めた状態（５１２）にある。このため、検出された脈波成分５０２には、Ｗ０波形のほか、血流の拍出による成分Ｗ１−Ａ波形、Ｗ１−Ｃ波形が検出される。このときＷ０波形が検出されてから、Ｗ１−Ａ波形およびＷ１−Ｃ波形が検出されるまでの時間差Ｔは、ｔ１となる。
【００４２】
なお、この状態（血液が流れはじめた状態５１２）となった時点におけるカフ圧力が、求めようとする最高血圧の正確な値となる。
【００４３】
続いて、減圧過程において３回目の脈波成分５０３を検出した際には、カフ内中央部Ａの下では、脈波成分５０２を検出したとき同様、動脈内圧の変化がカフ内圧より大きくなっている時間で血液の流れが起こり、Ｗ１−Ａ波形、Ｗ１−Ｃ波形が、Ｗ０波形のほかに発生する。ただし、２回目の脈波成分５０２を検出した場合と比べて、カフ内圧が減少しているため、動脈内圧の変化の開始から動脈内圧の変化がカフ内圧より大きくなるまでの時間が短くなっている。よって、Ｗ０波形が検出されてからＷ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形が検出されるまでの時間差Ｔをｔ２とすると、ｔ２＜ｔ１となる。
【００４４】
そして減圧過程において、４回目の脈波成分５０４を検出した際には、カフ内中央部Ａの下では、カフ圧力と動脈内圧の最小値がほぼ同じであるので、カフによる血管の圧閉がなくなる状態となる。このとき、動脈圧力がカフ圧力より大きくなる時間は動脈圧力の変化開始点とほぼ等しくなるため、Ｗ０波形の出現タイミングとＷ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形の出現タイミングとは一致し、時間差Ｔが発生しない。
【００４５】
なお、この状態（血管が完全にもとに戻った状態５１４）となった時点におけるカフ圧力が求めようとする拡張期血圧値の正確な値といえる。
【００４６】
２．収縮期血圧値と拡張期血圧値の抽出原理
血管の状態と脈波成分の波形との上記関係を考慮すると、オシロメトリック方式の電子血圧計において、収縮期血圧値と拡張期血圧値を精度よく抽出するためのロジックは、以下のようになる。
（１）収縮期血圧値
カフ圧力を収縮期血圧値以上に加圧した後の減圧過程において検出された各脈波成分のうち、Ｗ０波形に加えて、Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形が出現した最初の脈波成分（図５の例では、脈波成分５０２）が重畳された時点でのカフ圧力を収縮期血圧値として抽出する。
【００４７】
なお、図５に示す減圧過程を、反対にたどることによっても抽出することが可能である。すなわち、カフ圧力を拡張期血圧値以下に減圧した後の加圧過程において検出された各脈波成分のうち、Ｗ０波形に加えて出現していたＷ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形が消失した最初の脈波成分が重畳された時点でのカフ圧力を収縮期血圧値として抽出してもよい。
（２）拡張期血圧値
カフ圧力を収縮期血圧値以上に加圧した後の減圧過程において検出された各脈波成分のうち、Ｗ０波形の出現タイミングと、Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形の出現タイミングとが一致した（遅れなしの場合の）最初の脈波成分（図５の例では、脈波成分５０４）が重畳された時点でのカフ圧力を拡張期血圧値として抽出する。
【００４８】
なお、図５に示す減圧過程を、反対にたどることによっても抽出することが可能である。すなわち、カフ圧力を拡張期血圧値以下に減圧した後の加圧過程において検出された各脈波成分のうち、Ｗ０波形の出現タイミングと、Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形の出現タイミングとが一致した（遅れなしの場合の）最後の脈波成分が重畳された時点でのカフ圧力を拡張期血圧値として抽出してもよい。
【００４９】
３．電子血圧計の機能構成
図６は、上記抽出原理が適用された、本発明の一実施形態にかかるトリプルカフを用いた電子血圧計を示すブロック図である。
【００５０】
図６において、カフ本体６０１は、上腕部を含む血圧測定部位に対して着脱自在に設けられる布製のカフ部材６０２を備えている。また、カフ本体６０１には、カフ部材６０２の測定部位接触側の端部に、雄（フック型）面ファスナー６０３と雌（ループ型）面ファスナー６０４とが設けられている。
【００５１】
このため、カフ部材６０２を図示のように上腕に巻き付け、各面ファスナーを係止することで、カフ本体６０１を上腕に装着することができる。ここで、面ファスナーは一例に過ぎず、これ以外の部材でもよく、また筒状に形成しておき上腕を挿入するように構成してもよい。
【００５２】
カフ部材６０２の内部には、血圧測定部位の全体を圧迫するための阻血用空気袋６０８が敷設されている。また、この阻血用空気袋６０８の血圧測定部位に接する側には血圧測定部位の心臓Ｈ側を圧迫すべく幅がより狭く形成されたサブ空気袋６０７が敷設されている。サブ空気袋６０７と阻血用空気袋６０８との間にはサブ空気袋６０７の振動を減衰する第１緩衝部材６０９が設けられている。
【００５３】
また、阻血用空気袋６０８の血圧測定部位の接する側に敷設されており、血圧測定部位の血管を圧迫するとともに、血流の拍出に伴って血管の内容積が微小変化することでカフの内容積が微小変化し、それに伴って生じるカフの圧力の微小変化を含む血管内の圧力を検出するための圧力検出用空気袋６０６と該圧力検出用空気袋６０６を血圧測定部位に密着させるパッキング部材６０５が敷設されている。
【００５４】
このようにして構成されるカフ本体６０１を加圧及び減圧するために、ポンプ６２３がカフ本体６０１の阻血用空気袋６０８と、第２配管６１２及び配管６１５を介して接続されている。更に、カフ本体６０１の圧力検出用空気袋６０６と、第１配管６１１及び流体抵抗器６１４を介して接続されている。また、カフ本体６０１のサブ空気袋６０７と、第３配管６１３及び開閉弁６１６を介して接続されている。
【００５５】
圧力検出用空気袋６０６のカフ圧力を検出する圧力センサ（カフ圧力検出手段）６３１は、第１配管６１１を介して圧力検出用空気袋６０６と接続されている。
【００５６】
第１配管６１１、第２配管６１２、第３配管６１３は軟質チューブからなり、コネクタ６１０を介して本体６３０に対して着脱自在に配されている。
【００５７】
なお、第３配管６１３には、さらに、圧力に比例して容積が大きくなることで圧力を平滑化させる機能を有するダンパー装置６１８（破線図示）が接続されていてもよい。
【００５８】
十字分岐部６２０にはポンプ６２３と急速排気弁兼定速排気弁６２２が接続されている。急速排気弁兼定速排気弁６２２は制御部６４８に、開閉弁６１６は制御部６４６に夫々接続されている。急速排気弁兼定速排気弁６２２は中央制御部６３５からの指令により開口面積が制御され、開閉弁６１６は中央制御部６３５からの指令により開閉動作が制御される。
【００５９】
また、ポンプ６２３はモータＭに接続されるポンプ駆動部６４９からの電力供給に伴って駆動され、外気を開口部６２３ａからポンプ６２３内に導入することで加圧を行う。加圧された空気は、十字分岐部６２０を介して配管６１５と第３配管６１３とに送ることで各空気袋（６０５、６０７、６０８）が加圧される。
【００６０】
急速排気弁兼定速排気弁６２２は、毎秒２〜４ｍｍＨｇの減圧速度を実現するために電磁力の強弱で開口面積を可変するよう構成されている。なお、急速排気弁兼定速排気弁６２２は、制御部６４８からのＰＷＭ駆動信号に基づいて任意の減圧速度を設定することができる。
【００６１】
一方、圧力センサ６３１で検出されたカフ圧力は、増幅器６３２にて増幅され、Ａ／Ｄ変換器６３３にてデジタル信号に変換された後に、中央制御部６３５に入力され、中央制御部６３５において収縮期血圧値及び拡張期血圧値が抽出される。抽出された収縮期血圧値と拡張期血圧値は、表示部６３７に表示される。
【００６２】
なお、圧力センサ６３１で検出されたカフ圧力に対して、ハイパスフィルタを用いてフィルタリング処理を行うように構成してもよい。フィルタリング処理を行うことで、脈波成分が重畳したカフ圧力の中から、脈波成分のみを抽出することが可能となるからである。
【００６３】
４．収縮期血圧値及び拡張期血圧値の測定処理の流れ
図７は、本実施形態にかかる電子血圧計（図６）を用いて、収縮期血圧値及び拡張期血圧値を測定する際の、該電子血圧計の動作の流れを示す図である。当該測定を行うにあたっては、先ず、カフ本体６０１が図６で図示したように上腕部に対して装着される。
【００６４】
そして、測定開始が指示されると、ステップＳ７０１では、急速排気弁兼定速排気弁６２２の開口面積を全開にし、また、開閉弁６１６を開き、各空気袋（６０５、６０７、６０８）の排気を行う。なお、各空気袋内の残留空気の排気が終了すると、圧力センサ６３１のゼロセット（初期化）が行われる。
【００６５】
次にステップＳ７０２では、開閉弁６１６を開いた状態に維持したまま、急速排気弁兼定速排気弁６２２を全閉する。
【００６６】
以上の処理によりカフ（阻血用空気袋、圧力検出用空気袋、サブ空気袋）への加圧の準備が整うと、ステップＳ７０３では、ポンプ６２３を駆動する。
【００６７】
続いて、ステップＳ７０４では、カフ圧力が規定圧力（阻血の障害にならず、かつカフエッジ効果を低減できるようにサブ空気袋６０７を膨らませるような圧力）になったか否かをチェックする。ステップＳ７０４において、規定圧力になったと判定された場合には、ステップＳ７０５に進み、開閉弁６１６を閉じる。
【００６８】
そして、ポンプ６２３の駆動を継続し、カフ圧力を予想される収縮期血圧より２０〜３０ｍｍＨｇ高い加圧設定値まで加圧する。
【００６９】
ステップＳ７０６ではカフ圧力が加圧設定値になったか否かを判断し、加圧設定値になったと判断された場合には、ステップＳ７０７に進み、ポンプ駆動を停止した後に、カフ減圧ルーチン（ステップＳ７０８）に進む。
【００７０】
５．カフ減圧ルーチンの流れ
図８は、カフ減圧ルーチン（ステップＳ７０８）の詳細な処理の流れを示す図である。
【００７１】
ステップＳ８０１では、圧力センサ６３１からの信号に基づいて、減圧速度が２〜３ｍｍＨｇ／秒になるように急速排気弁兼定速排気弁６２２の開口面積の制御を開始する。また、ステップＳ８０２では、圧力センサ６３１にて検出されたカフ圧力の入力を開始する。
【００７２】
ステップＳ８０３では、入力されたカフ圧力に重畳された各脈波成分において、Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形が出現したか否かを脈波形状のパターン認識により順次判定する。ステップＳ８０３において、Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形が出現したと判定された場合には、ステップＳ８０４に進み、そのときの（Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形が出現した最初の脈波成分が重畳された時点での）カフ圧力を収縮期血圧値として抽出する。
【００７３】
更に、ステップＳ８０５では、入力されたカフ圧力に重畳された各脈波成分について、Ｗ０波形の出現タイミングに対するＷ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形の出現タイミングの時間差Ｔを順次算出し、時間差Ｔが０であるか否かを判定する。
【００７４】
ステップＳ８０５において、時間差Ｔ＝０であると判定された場合には、ステップＳ８０６に進み、そのときの（Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形がＷ０波形の出現から遅れることなく出現した最初の脈波成分が重畳された時点での）カフ圧力を拡張期血圧値として抽出する。
【００７５】
その後、ステップＳ８０７では、急速排気弁兼定速排気弁６２２の開口面積を全開にし、かつ、開閉弁６１６を開くことでカフを大気圧にする。
【００７６】
ステップＳ８０８では、抽出された収縮期血圧値及び拡張期血圧値を表示部６３７に表示して一連の動作を終了する。
【００７７】
以上の説明から明らかなように、本実施形態にかかる電子血圧計では、減圧過程においてカフ圧力に重畳された脈波成分に含まれる各成分に着目し、Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形の出現時のカフ圧力を収縮期血圧値として抽出する構成とした。これにより、カフ圧力を収縮期血圧値以上に加圧した後の減圧過程において、血流が流れ始めた時点でのカフ圧力を抽出することが可能となる。この結果、従来の統計的な手段により抽出していた場合と比較して、収縮期血圧値を精度よく抽出することが可能となる。
【００７８】
また、本実施形態にかかる電子血圧計では、カフ圧力を収縮期血圧値以上に加圧した後の減圧過程において、Ｗ０波形の出現タイミングとＷ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形の出現タイミングとの時間差がゼロになった際のカフ圧力を拡張期血圧値とする構成とした。これにより、カフ圧力を収縮期血圧値以上に加圧した後の減圧過程において、血管がもとに復元された時点でのカフ圧力を抽出することが可能となる。この結果、従来の統計的な手段により抽出していた場合と比較して、拡張期血圧値を精度よく測定することが可能となる。
【００７９】
なお、上記説明では、カフ圧力に重畳された脈波成分に、Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形が出現したか否かを判断する方法については、特に言及しなかったが、Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形が出現したか否かの判断は、脈波成分の波形に基づいて行うものとする。
【００８０】
図４を用いて説明したとおり、カフ内中央部Ａ下での血流の拍出に伴って血管の内容積が微小変化することでカフの内容積が微小変化し、それに伴って生じるカフの圧力の微小変化に由来するＷ１−Ａ波形とカフ下流部Ｃ下での血流の拍出に伴って血管の内容積が微小変化することでカフの内容積が微小変化し、それに伴って生じるカフの圧力の微小変化に由来するＷ１−Ｃ波形は、動脈内圧が血管を振動させ、それがカフに伝播することで生じるカフの圧力の微小変化に由来するＷ０波形に対して、所定の時間差Ｔをもって出現する。このため、Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形が時間差Ｔをもって出現した脈波成分の波形には、ノッチ形状（脈波成分の波形のボトムからピークまでの間において、傾きが大きく変化する形状）が含まれることとなる。
【００８１】
そこで、本実施形態にかかる電子血圧計では、このような脈波成分の波形の特性を利用し、ノッチ形状の有無に基づいて、Ｗ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形が出現したか否かを判断する。
【００８２】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、カフ圧力を収縮期血圧値以上に加圧した後の減圧過程において検出されたカフ圧力に基づいて、収縮期血圧値及び拡張期血圧値を抽出する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、カフ圧力を拡張期血圧値以下に減圧した後の加圧過程において検出されたカフ圧力に基づいて収縮期血圧値及び拡張期血圧値を抽出するように構成してもよい。
【００８３】
図９は、本実施形態にかかる電子血圧計において、収縮期血圧値及び拡張期血圧値を抽出するための処理の流れを示す図である。
【００８４】
ステップＳ９０１では、急速排気弁兼定速排気弁６２２の開口面積を全開にし、また、開閉弁６１６を開き、各空気袋（６０５、６０７、６０８）の排気を行う。なお、各空気袋内の残留空気の排気が終了すると、圧力センサ６３１のゼロセット（初期化）が行われる。
【００８５】
次にステップＳ９０２では、開閉弁６１６を開いた状態に維持したまま、急速排気弁兼定速排気弁６２２を全閉する。
【００８６】
ステップＳ９０３では、開閉弁６１６を開き、ステップＳ９０４では、ポンプ６２３を駆動する。
【００８７】
ステップＳ９０５では、カフ圧力が規定圧力（例えば４０ｍｍＨｇ）になったか否かをチェックする。ステップＳ９０５において、規定圧力になったと判定された場合には、ステップＳ９０６に進み、開閉弁６１６を閉じる。
【００８８】
ステップＳ９０７では、ポンプ６２３の駆動を継続し、２〜３ｍｍＨｇ／ｓｅｃで加圧する。ステップＳ９０８では、圧力センサ６３１にて検出されたカフ圧力の入力を開始し、中央制御部６３５内のメモリに記憶する。
【００８９】
ステップＳ９０９では、入力されたカフ圧力に重畳された各脈波成分についての脈波形状を取得する。
【００９０】
ステップＳ９１０では、取得された脈波形状に基づいて収縮期血圧値を抽出できたか否かを判定する。なお、収縮期血圧値は、加圧過程において検出された各脈波成分のうち、Ｗ０波形に加えて出現していたＷ１−Ａ波形及びＷ１−Ｃ波形が消失した最初の脈波成分が重畳された時点でのカフ圧力を収縮期血圧値として抽出する。
【００９１】
ステップＳ９１０において収縮期血圧値を抽出できたと判定された場合には、ステップＳ９１１に進み、ポンプ６２３の駆動を停止する。また、ステップＳ９１２において急速排気弁兼定速排気弁６２２を開く。
【００９２】
ステップＳ９１３では、ステップＳ９０８においてメモリに記憶されたカフ圧力に基づいて、拡張期血圧値を抽出する。
【００９３】
ステップＳ９１４では、抽出された収縮期血圧値及び拡張期血圧値を表示部６３７に表示して一連の動作を終了する。
【００９４】
以上の説明から明らかなように、本実施形態にかかる電子血圧計では、加圧過程においてカフ圧力に重畳される脈波成分に基づいて、拡張期血圧値及び収縮期血圧値を精度よく測定することが可能となる。また、本実施形態によれば、上記第１の実施形態と比べ、測定時間の短縮を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】カフ圧力の減圧過程で、脈波成分が重畳したカフ圧力の変化の様子を示す図である。
【図２】カフ圧力の減圧過程において、カフ圧力に重畳する脈波成分の脈波振幅値の変化プロフィルをカフ圧力の変化と対応付けて示した図である。
【図３Ａ】カフ圧力を付加するために、ダブルカフ構造のカフを上腕３０１に捲いたときの腕の長手方向（上腕の延びる方向）の断面図である。
【図３Ｂ】ダブルカフ構造のカフの場合に、減圧過程においてカフ圧力に重畳される脈波成分の波形ＰＷを模式的に示した図である。
【図４Ａ】カフ圧力を付加するために、トリプルカフ構造のカフを上腕４０１に捲いたときの腕の長手方向（上腕の延びる方向）の断面図である。
【図４Ｂ】トリプルカフ構造のカフの場合に、減圧過程においてカフ圧力に重畳される脈波成分の波形ＰＷを模式的に示した図である。
【図５】収縮期血圧値以上に加圧した後、カフ圧力を微速度で減圧していった場合の減圧過程において、カフ圧力に脈波成分が重畳している様子を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態にかかるトリプルカフを用いた電子血圧計を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態にかかる電子血圧計において、収縮期血圧値及び拡張期血圧値を測定するための動作の流れを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態にかかる電子血圧計において、収縮期血圧値及び拡張期血圧値を抽出するための処理の流れを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態にかかる電子血圧計において、収縮期血圧値及び拡張期血圧値を抽出するための処理の流れを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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